Ученые разработали трёхмерную модель клеток для новых методов лечения деформаций губ

Кожа на губах заметно отличается от других участков кожи на теле человека и является более сложной, а первичные клетки губ трудно получить, что сдерживает фундаментальные исследования, которые могли бы помочь улучшить методы лечения болезненных и сложных заболеваний и деформаций губ.

Швейцарские учёные впервые разработали в лаборатории постоянно воспроизводимую модель клеток губ. Используя донорскую ткань губ, они создали клеточные линии, которые можно выращивать бесконечно, чтобы создавать 3D-модели для изучения биологии губ и тестирования методов лечения таких заболеваний, как расщелина губы.

В исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Cell and Development Biology, исследователи сообщают об успешной иммортализации донорских клеток губ, что позволяет разрабатывать клинически значимые модели губ в лабораторных условиях.

«Губы — очень заметная часть нашего лица, — говорит доктор Мартин Деген из Бернского университета. — Любые дефекты в этой ткани могут сильно обезображивать. Но до сих пор не было моделей клеток человеческих губ для разработки методов лечения. Благодаря тесному сотрудничеству с университетской клиникой детской хирургии Бернской университетской больницы мы смогли изменить это, используя ткани губ, которые в противном случае были бы утилизированы».

Первичные клетки, полученные непосредственно от человека, идеально подходят для такого рода исследований, поскольку считается, что они сохраняют характеристики, аналогичные исходной ткани. Однако эти клетки невозможно воспроизводить бесконечно, и их часто сложно и дорого приобрести.

«Ткань губ человека недоступна для регулярного получения», - объясняет Деген. «Без этих клеток невозможно имитировать характеристики губ in vitro».

Более оптимальным вариантом были бы иммортализованные клетки губ, которые можно вырастить в лаборатории. Чтобы достичь этого, ученые изменяют экспрессию определенных генов, позволяя клеткам продолжать размножение, когда они обычно достигают конца своего жизненного цикла и останавливаются.

Ученые отобрали клетки кожи из тканей, пожертвованных двумя пациентами: один из них проходил лечение по поводу разрыва губы, а другой - по поводу заячьей губы. Ученые использовали ретровирусный вектор для деактивации гена, который останавливает жизненный цикл клетки, и для изменения длины теломер на концах каждой хромосомы, что улучшает долговечность клеток.

Затем эти новые клеточные линии были тщательно протестированы, чтобы убедиться, что генетический код клеточных линий остается стабильным по мере их репликации и сохранения тех же характеристик, что и у первичных клеток.

Чтобы убедиться, что иммортализованные клетки не приобрели онкологические характеристики, ученые искали любые хромосомные аномалии и пытались вырастить как новые линии, так и линию раковых клеток на агаре — на этой среде должны были расти только раковые клетки.

Клеточные линии не имели хромосомных аномалий и не могли расти на агаре. Ученые также подтвердили, что клеточные линии вели себя как их немодифицированные первичные аналоги, протестировав выработку ими белка и мРНК.

Наконец, ученые провели тесты, чтобы увидеть, как клетки могут использоваться в качестве будущих экспериментальных моделей для заживления губ или инфекций. Чтобы проверить, могут ли клетки действовать как посредники в заживлении ран, они поцарапали образцы клеток. Необработанные клетки закрыли рану через восемь часов, в то время как клетки, обработанные факторами роста, быстрее способствовали заживлению раны.

Затем специалисты разработали 3D-модели с использованием клеток и заразили их Candida albicans, дрожжами, которые могут вызывать серьезные инфекции у людей со слабой иммунной системой или заячьей губой. Клетки действовали так, как ожидалось, патоген быстро вторгался в модель, поскольку он мог бы заразить реальную ткань губы.

«Наша лаборатория занимается изучением генетических и клеточных механизмов, связанных с расщеплением губы и нёба, — объясняет Деген. — «Одна из проблем заключается в том, что кератиноциты губ могут быть из кожи губ, слизистой оболочки или иметь смешанный характер, — добавляет он. — В зависимости от цели исследования может потребоваться определённая идентификация клеток. Но у нас есть инструменты для характеристики или очистки этих отдельных популяций в лабораторных условиях».

Марина КЫН